MEMS传感器是一种采用微机加工技术制造的新型传感器。随着MEMS日益成熟的技术产业,MEMS传感器种类越来越多,性能越来越强大。产品已广泛应用于汽车、医疗、工业、消费电子等领域,是中国十四五规划的重点发展领域。但是,相对于MEMS技术的快速发展,MEMS可靠性相关研究在我国还不够成熟,远远落后于国外。MEMS行业内可靠性评价方法很少标准化。
为什么共振疲劳试验是为什么?MEMS传感器的结构如此重要?让我们先了解什么是共振。
共振是物理学中常用的专业术语。任何物体(系统)都有固有频率,其固有频率由物体(系统)的材料、密度、形状等物理因素决定。在周期性外力(强迫力)的作用下,如果外力的频率接近或等于系统的固有振动频率,系统的强制振动将达到很大的值,称为共振,称为共振频率。在共振频率下,由于系统在周期性振动过程中储存动能,外力小的周期性振动也会引起物体(系统)的大反应。一般来说,当周期性驱动力与振动合拍时,每个驱动力都与物体的速度方向一致,驱动力是积极的,所以振幅越来越大,能量越来越大;相反,当驱动力不与振动合拍时,即振动频率不同,部分功率为负功率,振动系统获得的能量较少,难以引起共振。
完成包装的MEMS对于设备,长期压力载荷可能会影响硅膜的弹性变形,也可能导致硅膜疲劳,共振产生的压力载荷会加剧传感器疲劳失效的速度,造成这些损伤MEMS如果传感器特性参数漂移严重,会引起MEMS传感器开路和短路,从而影响产品的最终可靠性。
智芯传感MEMS结构共振疲劳试验方法由激振器、拾振器传感器、控制器和记录仪器组成,通过对样品施加预期振动振幅进行疲劳试验。
试验环境的温度范围为15℃~35℃,相对湿度控制在20%~大气压力范围为86%kPa~106kPa在试验中,首先测量参考强度,测量样品的共振特性,规定范围增长率,设置参数和过程监测进行试验。当样品失效或达到预定的试验时间或次数时,试验结束。在试验过程中,需要记录试验环境中特定时间间隔测量的温度、相对湿度、大气压力、振动幅度和频率,以及样品故障时间。
在国家标准中,提出样品集成机械结构,用于振动或检测样品振幅,并附上集成振动和检测结构静电设备、外部驱动和集成应变结构(检测位移)设备和基于帕里斯的试验示例(Paris)定律和韦伯(Weibull)脆性材料疲劳寿命分布理论表达式和硅疲劳试验结果。
微机电系统(MEMS)技术—MEMS2020年3月6日发布结构共振疲劳试验方法,并于2020年7月1日正式实施。
不仅仅是智芯传感MEMS传感器工艺包括设计、生产、包装、校准和模块MEMS传感器可靠性测量测试有独特的理解和贡献,已成为MEMS全能企业在传感器领域很少见。